Manual de Trazado por Ordenador, Diagramas de Masas y Dimensionamiento de Firmes

Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Diseño e Ingeniería

Escrito el 10 de Octubre de 2024 en español con un tamaño de 11,52 KB

Trazado por Ordenador

Restricciones:

Recta-Recta (RR): 3 coacciones fijas
Recta-Curva (RC): 2 coacciones giratorias
Curva-Recta (CR): 2 coacciones de retroceso
Curva-Curva (CC): 1 coacción libre

El radio de la recta es 0.

Solo se considera el acimut como coacción en la primera.

Si es fija, tiene dos puntos.

Libre no tiene punto.

Parámetro = √(L*R)

Cuando tiene 2 puntos, no se indica el radio.

Para la tabla se incluyen todos los puntos X para las restricciones fijas, todas las longitudes y todos los radios, incluso si son cero.

Todos los parámetros A.

Cuando haya una restricción acoplada, se indica el valor de la Y y la longitud. Cuando haya otra acoplada seguida, se indica solo la longitud.

Diagrama de Masas

Para dibujarlo:

En el eje Y se representan los m³.
En el eje X se representan las progresivas (PP.KK), que indican la distancia.

La longitud (distancia) se representa como 0+000, 0+500, 1+000, 1+500, 2+000, etc.

Los m³ se representan cada 20000, en positivo y negativo.

Se marcan en línea discontinua los préstamos y los vertederos.

Desmonte: Sube
Terraplén: Baja

Nota: Cuando se proporcionan los volúmenes, se debe realizar el cálculo para cada kilómetro.

Los enlaces bajan verticalmente.

Los viaductos van en horizontal.

Área del trapecio = ((Base menor + Base mayor) / 2) * Altura
Área del triángulo = (1/2) * Base * Altura

Para calcular un punto desconocido: Punto anterior más cercano + (Pendiente / Altura) * Distancia

Para el volumen total, se calcula el área.

Para la distancia media: Volumen total / Volumen

Una vez calculado cada uno, se debe calcular el volumen total y la distancia media total.

Dimensionamiento de Firmes

Categoría de Tráfico Pesado

Carretera convencional: (IMD * 50 / 100) * (% Vehículos pesados / 100)

En una carretera con 3 sentidos, si no se especifica, el 85% de los vehículos pesados circularán por el carril exterior: (IMD * 85 / 100)

Para una IMD superior a 10.000 v/d (descontando el porcentaje con origen y destino en la misma población), se construirá una carretera de doble calzada. Se supone que el 100% de los vehículos pesados circularán por el carril exterior de cada sentido (50% del total).

Si no se especifica, se asume que el 50% de los vehículos pesados circularán por el carril de diseño de cada sentido.

Si se indica que el 10% de los vehículos tienen origen y destino en la misma población: IMD * 90 / 100

Todos los porcentajes se aplican en el orden del enunciado.

Para IMD con crecimiento anual, se calcula el porcentaje sumatorio para cada año.

Explanada

Todo tramo de autovía de nueva construcción debe disponer de una explanada de tipo E3.

El enunciado proporciona el valor de E y el CBR.

Se consulta la tabla 4 para determinar el tipo de suelo según el CBR.

Se consulta la tabla de tipos de suelo de explanación para determinar el tipo de explanada según E y el tipo de suelo.

Categoría de Tráfico Pesado

Se consulta la tabla 1.A o 1.B para determinar el número de la categoría T según el número de vehículos pesados.

Se consulta la tabla de categoría de tráfico pesado para determinar las posibles secciones según T y E.

Espesor de Capa de Mezcla Bituminosa

Se consulta la tabla 6 para determinar el espesor de la mezcla según la categoría T.

Se consulta la tabla 542.10 para determinar la mezcla a utilizar (casi siempre es D16 S22 G32).

Si la categoría es T00 a T1, se debe utilizar BBTM en la capa de rodadura.

Riegos:

Imprimación: Sobre la capa granular (zahorra) que recibirá mezcla bituminosa.
Adherencia: Sobre capas tratadas con cemento o mezcla bituminosa que recibirán otra capa de mezcla bituminosa.
Curado: Sobre capas tratadas con conglomerante hidráulico (normalmente antes de la subbase).

Secciones Típicas (Solo Mezcla Bituminosa)

221: Rodadura 4cm PA adherencia / Intermedia 9cm AC22 bin D adherencia / Base 12cm AC32 base G imprimación
222: Rodadura 4cm PA adherencia / Intermedia 6cm AC22 bin D / Base 8cm AC32 base G
223: Consultar tablas 6 y 542.10. Rodadura 5cm AC16 surf D / Base 10cm AC32 base G
0031: Rodadura 3cm BBTM adherencia / Intermedia 10cm AC22 bin adherencia / Base 17cm AC32 base G imprimación / curado
0032: Rodadura 3cm BBTM / Intermedia 10cm AC22 bin D / Base 12cm AC32 base G (Rodadura adherencia, base adherencia, subbase adherencia/curado)
0033: Rodadura 3cm BBTM / Intermedia 7cm AC22 bin D / Base 10cm AC32 base G
131: Rodadura 3cm BBTM11 / Intermedia 8cm AC22 bin D / Base 14cm AC32 base G (Rodadura adherencia, base adherencia, subbase imprimación, suelo curado)
132: Rodadura 3cm BBTM11 adherencia / Intermedia 7cm AC22 bin D adherencia / Base 10cm AC32 base G adherencia + curado
231: Rodadura 5cm AC16 surf D adherencia / Intermedia 7cm AC22 bin S adherencia / Base 8cm AC32 base G imprimación
232: Rodadura 5cm AC16 surf S / Base 10cm AC32 base G
3111: Rodadura 5cm AC16 surf S / Intermedia 7cm AC22 bin S / Base 8cm AC32 base G
3211: Consultar tablas 6 y 542.10. Rodadura 5cm AC16 surf D / Intermedia 6cm AC22 bin S / Base 7cm AC32 base G
4211: Rodadura 5cm AC16 bin S (Riego de imprimación)
4232: Consultar tablas 6 y 542.10. Rodadura 5cm AC16 surf S

Drenaje

Cuenca Principal

Diseño y Cálculo de la Obra de Drenaje Transversal

Estimar el periodo de retorno (T ≥ 100 años)
Determinar los datos iniciales:
- Superficie de la cuenca (A): (Longitud * Anchura media) / (1000 * 1000) [km²]
- Longitud del cauce principal (Lc): Longitud de la cuenca / 1000 [km]
- Pendiente del cauce principal (Jc): Desnivel máximo / Longitud del cauce
- Tiempo de concentración (tc): 0.3 * Lc^0.76 * Jc^-0.19 [h]
Calcular la densidad de precipitación (I): I = Id * Fint [mm/h]
- Id = (Pd * KA) / 24
  - KA = 1 si A < 1 km²
  - KA = 1 - (log A) / 15 si A ≥ 1 km²
- Fint = max(Fa, Fb)
  - Fa = (I1 / Id)^{3.5287 - 2.5287 * tc^0.1} (I1/Id se obtiene de la figura 2.3 o del mapa de isolíneas)
  - Fb = Kb * (IIDF(T, tc) / IIDF(T, 24))
    - IIDF(T, tc) / IIDF(T, 24) = (I1 / I24)^{(24^a - tc^a) / (24^a - 1)} (I1/I24 y a se obtienen del mapa de isolíneas)
    - Kb = 1.13 (por defecto)
Determinar el coeficiente de escorrentía (C):
- C = 0 si Pd * KA ≤ P0
- C = (((Pd * KA / P0) - 1) * ((Pd * KA / P0) + 23)) / ((Pd * KA / P0) + 11)² si Pd * KA > P0
  - P0 = Pi0 * beta
    - Pi0 se obtiene de las tablas según el tipo de suelo y la pendiente.
    - beta = (betam - delta50) * FT (betam, delta50 y FT se obtienen de la tabla 2.5 según la región de estudio y el periodo de retorno)
Calcular el coeficiente de uniformidad (Kt): Kt = 1 + (tc^1.25 / (tc^1.25 + 14))
Determinar el caudal de referencia (Q): Q = (C * I * A * Kt) / 3.6 [m³/s]

Dimensionamiento de la Obra

Cota máxima del conducto: Cota rasante - 1 m (0.5 m firme + 0.5 m resguardo)
Altura máxima del conducto: Cota máxima del conducto - Cota del terreno natural
Altura de la línea de energía (HE): 1.2 * Altura máxima del conducto
Relación HE/D ≤ 1 (D es el diámetro del conducto)
Se busca el valor de qE en la tabla de control de entrada según HE/D.
Se calcula Q = qE * √(9.81) * D^5/2
Se calcula n = Q calculado / Q nuevo (redondeado al alza)
Se repite el proceso para diferentes diámetros y se elige el que tenga la menor n.

Cuenca Secundaria (Región 72)

Se calcula el caudal de referencia Q10, siguiendo los mismos pasos que para la cuenca principal, pero con las siguientes modificaciones:

Tiempo de concentración (tdif): tdif = 2 * Ldif^0.408 * ndif^0.302 * Jdif^-0.209 [h] (Si tdif > 40 min, se toma tdif = 40 min)
Para el cálculo de beta, se interpola entre los periodos de retorno 5 y 25.
Se calcula QT = fi * Q10^lambda (fi y lambda se obtienen de la tabla de la región 72).

Carretera Convencional

Clase 1: Pasos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8
Clase 2: Pasos 1, 2, 5, 6, 8
Clase 3: Pasos 1, 2, 3, 4, 7, 8

Interpolación

Y = Y1 + (((X - X1) / (X2 - X1)) * (Y2 - Y1))

Pasos para el Análisis de Capacidad

Imput de datos: Convertir unidades (m a pies, km a millas)
Estimar FFS: FFS = BFFS - fls - fa (BFFS es dato, fls se obtiene de la tabla 15-7, fa de la tabla 15-8)
Ajuste de demanda para ATS: Vi,ATS = Vi / (FHP * fg,ATS * fHV,ATS) (Si el reparto es diferente a 50/50, se repiten los cálculos para cada porcentaje. fg,ATS se obtiene de la tabla 15-9, fHV,ATS = 1 / (1 + PT * (ET - 1) + PR * (ER - 1)), PT y PR son datos, ET y ER se obtienen de la tabla 15-11)
Estimar ATS: ATS = FFS - 0.00776 * (Vd + V0) - fnp,ATS (fnp,ATS se obtiene de la tabla 15-15)
Ajuste de demanda para PTSF: fHV,PTSF = 1 / (1 + PT * (ET - 1) + PR * (ER - 1)), fg,PTSF se obtiene de la tabla 15-16, ET y ER de la tabla 15-18, Vi,PTSF = Vi / (PHF * fg,PTSF * fHV,PTSF)
Estimación de PTSF: BPTSF = 100 * (1 - exp(a * Vi^b)) (a y b se obtienen de la tabla 15-20), PTSF = BPTSF + fnp,PTSF * (Vd,PTSF / (Vd,PTSF + V0,PTSF)) (fnp,PTSF se obtiene de la tabla 15-21)
Estimación de PFFS: PFFS = (ATSd / FFS) * 100
Determinar el NDS: Se compara ATS y PTSF con los criterios de la tabla 15-3. Si no son iguales, se utilizan las fórmulas: Cd,ATS = 1700 * fg,ATS * fh,ATS, Cd,PTSF = 1700 * fg,PTSF * fh,PTSF, Capacidad Total = Cd / Mayor porcentaje

Autopistas (Tramos Básicos)

Si el tráfico aumenta anualmente, se calcula el porcentaje sumatorio para cada año.

Se siguen los mismos pasos que para carreteras convencionales, con las siguientes modificaciones:

FFS: FFS = 75.4 - fLW - fLC - 3.22 * TRD^0.84 (fLW se obtiene de la tabla 11-8, fLC de la tabla 11-9, TRD = 4 para un enlace trébol por milla)
Se elige la curva FFS más aproximada de la tabla 11-3.
Ajuste de demanda: Vp = V / (PHF * N * fHV * fp) (fp = 1)
Se compara Vp con la capacidad de la tabla 11-3. Si se supera, se utilizan las fórmulas de la tabla para calcular una nueva S.
Densidad: D = Vp / S
Para calcular la capacidad futura: SFE = MSFE * N * fHV * fp (MSFE se obtiene de la tabla 11-17 para el nivel E), SVE = SFE * PHF, n = log(SVE / V(futuro)) / log(1.04) (n son los años para alcanzar la capacidad).

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